DE1234065B - Verfahren und Vorrichtung zum Nachfahren eines Kurvenzuges mit Hilfe eines auf einem kleinen Suchkreis laengs der Kurve gefuehrten Strahls - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

G06k

Deutsche Kl.: 42 m.6 - 9/16

Nummer: 1234 065

Aktenzeichen: G 33991IX c/42 m6

Anmeldetag: 11. Januar 1962

Auslegetag: 9. Februar 1967

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachfahren eines Kurvenzuges mit Hilfe eines auf einem kleinen Suchkreis längs der Kurve geführten Strahls, bei dem die beim Überschreiten des Kurvenzuges durch den Strahl abgeleiteten Schnittpunktsimpulse mit dem im Zeitpunkt des Überschreitens gegebenen Augenblickswert der Ablenkspannungen des Suchkreisgenerators in Beziehung gesetzt werden und bei dem aus dieser Beziehung die den Verschiebungsweg des Suchkreismittelpunktes bestimmenden Werte ermittelt werden.

Einrichtungen zum Nachfahren von Kurven, die einen optischen Suchkreis verwenden, der automatisch um die Umrandung einer beliebigen Kurve geführt wird, sind bekannt. Die Spur des Suchkreises ist im Vergleich zur nachgefahrenen Kurve verhältnismäßig schmal, und die Geschwindigkeit, mit der der Kreis durchlaufen wird, ist im Vergleich zur Geschwindigkeit, mit der der Kreis sich längs der unbekannten Kurve bewegt, verhältnismäßig groß. Zwei Überschneidungen mit der unbekannten Kurve werden im Idealfall beim Durchlaufen des Kreises kombiniert, um durch ein geeignetes Filter eine Wechselspannung zu erzeugen. Eine Funktion dieser Wechselspannung wird dann von einem Phasendetektor mit den Sinuswellen verglichen, die den Suchkreis erzeugen, damit x- und y-Geschwindigkeitskomponenten entstehen, durch die der Mittelpunkt des Suchkreises in der Richtung bewegt wird, in der Fehler zwischen dem Suchkreis und der unbekannten Kurve vermindert werden, und die zusammen mit vorher eingestellten Gleichspannungen die Geschwindigkeit des sich entlang der Kurve bewegenden Suchkreises bestimmen.

Verfahren und Vorrichtung zum Nachfahren eines Kurvenzuges mit Hilfe eines auf einem kleinen Suchkreis längs der Kurve geführten Strahls

Anmelder:

General Electric Company, Schenectady, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. W. Reichel, Patentanwalt, Frankfurt/M., Parkstr. 13

Als Erfinder benannt:

Leonard Gladstone Abraham jun., BaUston Lake, N.Y. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 12. Januar 1961 (82 211)

Kurvenzüge nachfahren können, über die Zwischenräume in Schriftzeichen hinweglaufen und unbekannte Kurven entweder stufenförmig oder kontinuierlich nachfahren.

Bei dem Verfahren der eingangs bezeichneten Art werden gemäß der Erfindung die Schnittpunktsimpulse zum Abtasten desjenigen Augenblickswertes der Spannung des Suchkreisgenerators benutzt, der den Verschiebungsweg des Suchkreismittelpunktes Die Genauigkeit der oben beschriebenen Einrich- 35 festlegt,
tung hängt von dem Wechselspannungssignal, das an Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird

den beiden Schnittpunkten des Kreises mit der Kurve die Geschwindigkeit, mit der die Kurve nachgefahren erzeugt wird, und von der Beibehaltung der Kreis- wird, durch Ausnutzung eines einzigen Schnittpunktes form ab. Für den gewünschten Phasenvergleich im der bekannten Suchkreiskurve mit der unbekannten Phasendetektor sind mindestens einige Umläufe auf 40 Kurve bei der Bewegung des bekannten Suchkreises dem Suchkreis erforderlich. Wenn also die Umlauf- längs der unbekannten Kurve beträchtlich gesteigert, frequenz 450 kHz beträgt, wird bei einer Nachfahr- Jedesmal, wenn der Suchkreis die Kurve schneidet, geschwindigkeit von 40 m/sec entlang der Kurve eine wird ein Vektor erzeugt, der zu einem gespeicherten zufriedenstellende Fehlerspannung erzeugt. Diese Vektor addiert wird, der die vorausgegangenen Ko-Geschwindigkeit kann aber nicht unbegrenzt erhöht 45 ordinaten der unbekannten Kurve wiedergibt. Nur bei werden, ohne daß die Genauigkeit der Nachfahrein- ausgesuchten Schnittpunkten des Kreises mit der richtung herabgesetzt wird. Kurve werden die Koordinaten Ax und Ay des Such-

Ein Ziel der Erfindung ist ein Verfahren, nach dem kreises abgetastet und dann zu der vorher gespeichereine unbekannte Kurve schneller als bisher nach- ten Koordinaten addiert, damit sich der Mittelpunkt gefahren werden kann, sowie eine Vorrichtung zur 50 des Suchkreises in Richtung des Schnittpunktes Durchführung dieses Verfahrens. bewegt. Der Suchkreis kann sich um eine Strecke

Ferner soll die Vorrichtung sich schneidende bewegen, die mit dem Radius des Suchkreises ver-

709 508/148

gleichbar ist, wenn die Bewegung in die durch den stärkers 14 nur dann einem Halteglied 16 zuführt, Schnittpunkt angezeigte Richtung ausgelöst wird. Die wenn dem Abtaster 15 Tastimpulse A und B zuge-Geschwindigkeit des Strahls längs der unbekannten führt werden. Das Halteglied 16 speichert die vom Kurve ist dann nur eine Funktion des Suchkreisradius Verstärker 14 her durchgelassenen Signale von einem und der Kreisfrequenz des Strahls auf dem Suchkreis. 5 Abtastzeitpunkt bis zum nächsten. Wenn also der Mit einer Vorrichtung, bei der die Größe des Such- Abtaster 15 das Ausgangssignal des Verstärkers 14 kreises dieselbe wie bei der oben beschriebenen Ein- während einer kurzen Zeitspanne zum Halteglied 16 richtung ist und der Strahl eine Kreisfrequenz von durchläßt, wird der Wert dieses Signals im Halte-450 kHz hat, kann eine Nachfahrgeschwindigkeit von glied 16 bis zu dem Zeitpunkt gespeichert, in dem etwa 450 m/sec erzielt werden. Der Ausdruck io das Ausgangssignal des Verstärkers 14 erneut ab- »Kurve« bedeutet entweder einen Linienzug, der im getastet wird, worauf das Halteglied 16 ein neues Vergleich zum Durchmesser des Suchkreises schmal Ausgangssignal des Verstärkers 14 erhält und speiist, oder den Umriß einer größeren Figur. chert. Das vom Halteglied 16 abgegebene Signal ent-

Die Erfindung sei mit Hilfe von Figuren näher spricht χ oder der Geschwindigkeit der Ablenkspan-

erläutert. Es zeigt 15 nung χ in x-Richtung und wird in einen Integrator 17

F i g. 1 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei- abgegeben. Der Integrator 17 wird also vom Ausspiels der Erfindung, gangssignal des Halteglieds 16 betätigt, integriert

F i g. 2 den Suchkreis, der in einem Ausführungs- ständig die Ausgangsspannung χ und führt den

beispiel der Erfindung verwendet wird, integrierten Wert der Addierschaltung 9 als zusätz-

F i g. 3 ein Schaltbild zum Erläutern von Einrich- ao liehe Größe zu,

tungen zum Abtasten, Impulsspeichern und Inte- Der Kanal, über den ein integriertes Signal dem

grieren, die in dem Ausführungsbeispiel nach F i g. 1 y-Ablenkverstärker 8 zugeführt wird, ist mit dem für

verwendet werden, und die ^-Ablenkung praktisch identisch. Das Ausgangs-

F i g. 4 ein Schaltbild eines Sperrschwingers sowie signal r · cos Φ des Generators 13 wird nämlich durch

dessen Eingangs- und Ausgangsschaltung gemäß 25 einen Trennverstärker 18 verstärkt, der einen Jy-Ab'

dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1. taster 19 steuert, der einem Halteglied 20 in dem

Bei dem Ausführungsbeispiel nach F i g, 1 ist eine Augenblick Impulse zuführt, in dem die Tastnachzufahrende Kurve auf einem durchsichtigen impulse A und B den Abtaster 19 durchsteuern. Das Körper 1 aufgezeichnet, auf den ein Lichtstrahl 2 Ausgangssignal y des Halteglieds 20 wird von einem fällt, der von einer Kathodenstrahlröhre 3 erzeugt 30 Integrator 21 integriert und danach in der Addier- und von einem Linsensystem 4 fokussiert wird. Das schaltung 11 dem y-Ablenksignal hinzugefügt,
durch den Körper 1 dringende Licht wird mit Hilfe Die Funktion der zuvor beschriebenen Integriereines Linsensystems 6 auf einen Photovervielfacher 5 kanäle besteht darin, den vom Generator 13 erzeugten fokussiert. Das optische System erzeugt eine Licht- Suchkreis an der nachzufahrenden Kurve entlangspur an der auf dem Körper 1 zu verfolgenden Kurve 35 zuführen. Die Addierschaltungen 9 und 11 addieren und erregt den Photovervielfacher 5, dessen Aus- die für den Mittelpunkt des Suchkreises gespeicherten gangssignal sich stark ändert, wenn die Lichtspur die Koordinaten x, y vektoriell zum Radius des Such-Kurve durchschneidet. Natürlich kann auch eine kreises.

Fernsehkameraröhre, z.B. eine Orthikon-, Vidikon- Beim Nachfahren tritt der Suchkreis gemäß F i g. 2,

oder Ikonoskopröhre, eine Lichtspur an der un- 4° dessen Mittelpunkt O ist, an Stellen R und 5 in ein

bekannten Kurve herstellen. Es kann auch reflek- schraffiertes Gebiet M-N ein bzw. aus diesem aus und

tiertes Licht ausgenutzt werden. überquert an den Stellen R, S, T und U die Grenzen

Die den Lichtstrahl liefernde Kathodenstrahl- eines Bandes M, das schmaler als der Durchmesser

röhre 3 nach F i g. 1 arbeitet mit zwei Ablenkver- des Suchkreises ist,

stärkern 7 und 8 zusammen, von denen der erste den 45 Das Kreuzen der auf dem Körper 1 dargestellten Strahl 2 in horizontaler Richtung und der zweite in Kurve mit dem Suchkreis wird vom Photovervielvertikaler Richtung ablenkt. Der Ablenkverstärker 7 fächer 5 wahrgenommen. Dessen Ausgangssignal beerhält seine Eingangssignale aus einer Addierschal- wirkt eine proportionale Addition der auf dem Kreistung 9 und einem Potentiometer 10 als Bezugsspan- mittelpunkt bezogenen Δ χ- und Δ y-Koordinaten des nungsquelle und der Ablenkverstärker 8 aus einer 5° Kreises zur gesamten x~ und y-Ablenkspannung in Addierschaltung 11 und einem Potentiometer 12. Der dem Augenblick, in dem sich Kreis und Kurve Potentiometerabgriff kann z.B. auf die Mittellage ein- schneiden. Um die Ausgangssignale des Generators gestellt sein, damit der Lichtstrahl 2 anfänglich etwa 13 in der gewünschten Weise abzutasten, ist der in den Mittelpunkt des Körpers 1 fällt. Photovervielfacher 5 mit einem Verstärker und

Der Lichtstrahl! wird dann so gesteuert, daß er 55 Amplitudenbegrenzer 22 verbunden, der die Auseine kreisförmige Bewegung ausführt, also einen gangssignale des Photovervielfachers 5 rechteck-Suchkreis mit geringem Durchmesser Ir beschreibt, förmig macht. Die rechteckigen Impulse werden dann dessen Koordinatenspannungen Δ χ und Δ y von im Eingangsteil einer Triggerschaltung 23 differeneinem Generator 13 den Addierschaltungen 9 und 11 ziert.

zugeführt werden. Der Generator 13 enthält zweck- 60 In der Triggerschaltung 23 wird ein rechteckiger, mäßigerweise einen Oszillator, dessen eines Aus- positiver Ausgangsimpuls von zuvor festgesetzter gangssignal r-sin Φ der Addierschaltung 9 und dessen Dauer in Abhängigkeit von dem differenzierten Einanderes Ausgangssignal r · cos Φ, zum ersten Aus- gangssignal erzeugt. Sie kann zweckmäßigerweise gangssignal um 90° phasenverschoben, der Addier- eine monostabile Kippschaltung, insbesondere einen schaltung 11 zugeführt wird. Die Spannung r · sin Φ 65 Schmitt-Trigger enthalten. Dieser positive Impuls wird ferner in einem Integrierkanal über einen Trenn- wird einem Arm eines dreipoligen Schalters 24 und verstärker 14 einem als »Tor« ausgebildeten x-Ab- einem Zweifachuntersetzer 25 zugeführt, dessen Austaster 15 zugeführt, der das Ausgangssignal des Ver- gangsklemme mit einem anderen Arm des Schalters

24 verbunden ist. Vom Schalter 24 wird wahlweise das Signal der Triggerschaltung 23, des Zweifachuntersetzers 25 oder eines Vierfachuntersetzers 27 zu einem Sperrschwinger 26 hindurchgeleitet. Dazu ist die Eingangsklemme des Sperrschwingers 26 mit einem dritten Arm des Schalters 24 verbunden, der in seiner ersten Stellung die Ausgangsklemme der Triggerschaltung 23, in seiner zweiten Stellung die Ausgangsklemme des Zweifachuntersetzers 25 und in seiner dritten Stellung die Ausgangsklemme des Vierfachuntersetzers 27 anschließt. In der dritten Stellung des Schalters 24 steuert der Zweifachuntersetzer 25 den Vierfachuntersetzer 27 an, die beide zweckmäßigerweise je einen bistabilen Multivibrator enthalten, der nach jedem zweiten Eingangsimpuls einen Ausgangsimpuls abgibt. Somit kann von ausgewählten Schnittpunkten des Suchkreises mit der auf dem Körperl aufgezeichneten Kurve ein Eingangssignal am Sperrschwinger 26 erzeugt werden. Wahlweise kann auch nur bei jedem zweiten oder vierten Schnittpunkt ein Eingangssignal für den Sperrschwinger erzeugt werden.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung sprechen der Sperrschwinger 26, der Zweifachuntersetzer 25 und der Vierfachuntersetzer 27 nur auf ins Positive ansteigende Impulsflanken an. Der Sperrschwinger 26 arbeitet folglich nur dann, wenn der Photovervielfacher 5 einen Übergang des Lichtstrahls 2 von einem verhältnismäßig durchsichtigen zu einem undurchsichtigen Bereich auf dem Körper 1 feststellt. Falls der Durchmesser des Suchkreises kleiner als die Breite der abzutastenden Kurve oder des ausgezogenen Bereiches ist, wird für die Schnittstelle von Kreis und Kurve vom Sperroszillator 26 dann ein Ausgangsimpuls erzeugt, wenn der Kreis in den undurchsichtigen Bereich der Kurve eintritt.

Wie noch erkennbar wird, bewegt sich dann der der Kurve nachgeführte Lichtstrahl aus der Lage des vorausgegangenen Suchkreises in Richtung dieser Schnittstelle an der Kurve entlang. Beim Nachfahren der Kurve wird also der Suchkreis gegen den Uhrzeigersinn um die durchschnittene Kurve oder Figur herumbewegt; zu dieser Bewegung kommt noch die Drehbewegung auf dem Suchkreis selbst gegen den Uhrzeigersinn hinzu.

In gewissen Fällen, wenn der Durchmesser des Suchkreises größer als die nachzufahrende Linie ist, möchte man z. B. bestimmte Kurvenschnittstellen vernachlässigen können. Auf einer Straßenkarte möchte man z. B. eine weitere unbekannte Kurve, die die erste an einer Autobahnkreuzung durchquert, vernachlässigen. Wenn dann der Suchkreisdurchmesser größer als die Autobahnkreuzung ist und der Zwei- und Vierfachuntersetzer eingeschaltet sind, werden alle Querlinien oder -straßen vernachlässigt, so daß man einer einzigen Kurve folgt, obwohl sie von anderen gekreuzt wird. Falls der Durchmesser des Suchkreises größer als die Breite der zu verfolgenden Kurve ist, bildet der Zweifachuntersetzer ein Hilfsmittel, die Bewegung des Suchkreises längs der Kurve in einer vorgegebenen Richtung sicherzustellen. In diesem Zusammenhang sei auf die F i g. 2 Bezug genommen, in der sich der Suchkreis längs der Kurve von O nach einem Punkt P bewegt. Wegen des Zweifachuntersetzers 25 kann der Sperrschwinger nur auf den Übergang von Hell zu Dunkel an der Schnittstelle S oder U ansprechen. Bei der Bewegung des Suchkreises in der Richtung von O nach P kann die Schnittstelle U von Hell nach Dunkel mit Hilfe des Zweifachuntersetzers 25 ausgeschaltet werden, während bei der Schnittstelle 5 abgetastet und das Signal dem Sperrschwinger 26 zugeführt wird.
Nunmehr sei die bevorzugte Einrichtung erläutert, die gewährleistet, daß der Suchkreis konsequent der Kurve folgt. Der Sperrschwinger 26 enthält eine Differenzierschaltung, die auf die positiven Eingangsimpulse anspricht, und eine Vorrichtung, von der mit ίο dem Einsatz des Eingangsimpulses ein scharfer Ausgangsimpuls erzeugt wird, der einem Verstärker 28 zugeführt wird. Der Sperrschwinger 26 hat eine im voraus einstellbare Erholungszeit, die etwas diejenige Zeitspanne übertrifft, während der der Suchkreis von der gewünschten Schnittstelle S zur unerwünschten Schnittstelle U durchlaufen wird. Diese Erholzeit kann in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit Φ auf dem Suchkreis derart eingestellt werden, daß sich der Sperrschwinger 26 nach Abgabe eines Impulses während einer Zeitspanne nicht erholt, die etwas größer als die zum Durchlaufen eines Winkels von 180° benötigte Zeit ist. Somit kann der Sperrschwinger 26 selbst derart eingestellt werden, daß der Suchkreis konsequent in einer Richtung die Kurve verfolgt. Der vom Ausgangsimpuls des Sperrschwingers 26 angesteuerte Verstärker 28 erzeugt positive und negative Impulse A und B und führt diese den Abtastern 15 und 19 zu, von denen die vom Suchkreisgenerator 13 abgegebenen Signale in demAugenblick, in dem der Suchkreis die zu verfolgende Kurve schneidet, abgetastet bzw. hindurchgelassen werden.

Sobald Schnittstellen von Hell zu Dunkel abgetastet

werden, liefert also der Sperrschwinger 26 spitze Impulse, die mit Hilfe des Verstärkers in gleichzeitige positive und negative Impulse zerlegt werden; diese lassen kleine Abschnitte der vom Suchkreisgenerator 13 abgegebenen Sinus- bzw. Kosinusschwingung zum Halteglied 16 bzw. 20 durch. Dieses speichert dann die abgetastete Spannung bis zum nächsten Schnittpunkt und führt sie dem Integrator 17 bzw. 21 zu. In den Addierschaltungen 9 und 11, denen die Ablenksignale für den Suchkreis und die integrierten Ablenksignale zugeführt werden, entstehen die Ablenkspannungen x+Ax bzw. y+Ay, von denen der Suchkreis an der zu verfolgenden Kurve entlanggeführt wird.

Mit Hilfe der Halteglieder 16 und 20, von denen die eingehenden Impulse gespeichert werden, kann dem Integrator 17 oder 21 eine verhältnismäßig stetige Eingangsspannung zugeführt werden, damit die Bewegung des Suchkreises längs der Kurve gleichförmig wird und für gewisse Zwecke die x- bzw. y-Komponente einwandfreier erscheint. Die Halteglieder 16 und 20 können auch weggelassen werden; die Bewegung des Suchkreises und die Ausgangsgrößen χ und y ändern sich dann jedoch an jeder Schnittstelle unstetig um diskrete Einzelwerte. Wenn sich um diskrete Einzelwerte ändernde, analoge Ausgangssignale erwünscht sind, kann man diese Betriebsweise z. B. für elektronische Rechenmaschinen ausnutzen. Je nach Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann auch eine graue oder schwarze Kurve auf einem weißen Untergrund verfolgt werden.

Der Verstärker 14 enthält einen Rechenverstärker 14 a, der vorzugsweise als Gleichstromverstärker mit hohem Verstärkungsgrad und starker Gegenkopplung ausgebildet ist. Der Rechenverstärker 14 a, dessen Eingangsgröße sin Φ ist, steuert eine Kathodenver-

stärkerstufe 14 & an, deren Ausgangswiderstand zur Dauer des positiven und negativen Tastimpulses, der Steuerung des als Brückenschaltung aus Dioden auf- den Klemmen A und B zugeführt wird und dessen gebauten zfx-Abtasters 15 niedrig ist. Der Brücken- Dauer gewöhnlich sehr kurz ist, die Spannung sin Φ Schaltungsabtaster hat eine Eingangsklemme 29 und dem Kondensator 37 zugeführt und in diesem geeine Ausgangsklemme 30, zwischen die Dioden 31-32 5 speichert. Nach dem Abtastvorgang bleibt der ab- und 33-34 geschaltet sind. Zwei Dioden 31-32 sind getastete Spannungswert von sin Φ im Kondensator so angeordnet, daß ihre Kathoden mit den Eingangs- 37 gespeichert, weil beide Dioden 32 und 34 gesperrt und Ausgangsklemmen verbunden sind, während bei sind und der Eingang 39 des Verstärkers 40 sehr den anderen beiden, 33-34, die Anoden mit den Ein- hochohmig ist.

gangs- und Ausgangsklemmen verbunden sind. Die io Der Rechenverstärker 40 ist ein als Differenzverübrigen Klemmen der Brücke 35 und 36, die jeweils stärker ausgebildeter Gleichstromverstärker mit an dem Verbindungspunkt zweier Dioden angeordnet hoher Verstärkung, der einen Eingang 39 für positive sind, liegen außerdem jeweils am Abgriff eines Span- und einen Eingang 41 für negative Signale aufweist nungsteilers. und so ausgebildet ist, daß das Signal am Ausgang

Ein Ende des der Klemme 35 zugeordneten Span- 15 42 des Verstärkers in Phase mit dem positiven Einnungsteilers liegt an einer verhältnismäßig hohen gangssignal und zum negativen Eingangssignal um negativen Spannung. Das gegenüberliegende Ende 180° phasenverschoben ist. Eine Rückkopplungsdieses Spannungsteilers stellt den Steuer- oder Tast- schaltung 43 gewährleistet einen hohen Eingangseingang dar, der entsprechend diesem zugeführten widerstand und eine geringe Drift des Rechenver-Tastimpuls A ebenfalls mit A bezeichnet ist. ao stärkers, wenn die Schaltung 43 zwischen Ausgang

Ein Ende des der Klemme 36 zugeordneten Span- 42 und Eingang 41 geschaltet ist, wobei jedoch der nungsteilers liegt an einer verhältnismäßig hohen Eingang 39 einen höheren Eingangswiderstand aufpositiven Spannung. Das gegenüberliegende Ende weist.

dieses Spannungsteilers stellt den anderen Tastein- Ein Rechenverstärker 44, der sein Eingangssignal

gang dar, der entsprechend mit B bezeichnet ist. Eine 25 vom Verstärker 40 erhält, liefert ein Ausgangssignal Schaltung mit großer Zeitkonstante, die die Parallel- mit korrekter Phase, das ein Maß für die x-Komposchaltung eines Kondensators 37 und eines hohen nente der Geschwindigkeit ώ der Bewegung des Such-Widerstands 38 enthält, ist zwischen der Ausgangs- kreises entlang der nachzufahrenden Kurve ist. klemme 30 der Brücke und Erde angeordnet und Das Ausgangssignal des Verstärkers 40 wird ferner

liefert ein Eingangssignal an eine nur auf positive 30 einem Integrator 17, z. B. einem Miller-Integrator, Eingangssignale ansprechende Klemme 39 eines zugeführt, dessen Ausgang mit dem Widerstand 45 Rechenverstärkers 40 mit sehr hoher Eingangs- der Addiereinrichtung 9 verbunden ist. impedanz. Der Integrator 17 dient dazu, nacheinander abge-

Die Brückenschaltung des Δ x-Abtasters 15 schaltet tastete Werte von sin Φ zu integrieren und das Signal aus dem Verlauf der Ausgangsspannung sin Φ des 35 des Integrals zur Addition mit sin Φ selbst, das über Verstärkers 14 abgetastete Augenblickswerte zur den Widerstand 46 zugeführt wird, der Addierein-Ausgangsklemme 30 der Brücke bei Anwesenheit richtung 9 zuzuführen. Ein dritter Widerstand 47 ist eines geeigneten positiven und negativen Tastimpulses zwischen Erde und den Ausgangsenden der Wideran den Klemmen A bzw. B durch. Der Kondensator stände 45 und 46 sowie der Klemme χ + A χ geschal-37 lädt sich auf den jeweils abgetasteten Wert auf 40 tet, um die Addierschaltung zu vervollständigen. Des- und behält im wesentlichen diesen Ladungswert bis halb gibt das Signal sin Φ über den Widerstand 46 zum nächsten Abtastzeitpunkt. eine kleine Suchkreiskoordinatenspannung an die

Beim Fehlen eines Tastimpulses an den Klem- Klemme χ + A χ, während das Ausgangssignal des men A und B gewährleisten die negativen und posi- Integrators 17 über den Widerstand 45 den Mitteltiven Spannungen, die über die Spannungsteiler den 45 punkt des Suchkreises auf der nachzufahrenden Klemmen 35 bzw. 36 zugeführt werden, daß alle Kurve führt und weiterhin dazu dient, den Suchkreis Brückendioden vollständig gesperrt sind, weil dann nach jedem Abtastvorgang des Abtasters 15 in der jede Diode mit einer hohen Spannung in Sperrichtung sich durch den Abtastvorgang ergebenden Richtung vorgespannt ist. Bei Anwesenheit einer vergleich- entlang der Kurve zu bewegen. Die Zeitkonstante baren positiven Spannung vom Verstärker 28 (in 50 oder die effektive Verstärkung des Integrators 17 ist F i g. 1), die den Klemmen A und B zugeführt wird, so eingestellt, daß sich der Suchkreis während jeder so daß die Klemme A positiv und die Klemme B Abtastperiode um eine mit seinem Radius vergleichnegativ ist, können jedoch die Dioden 31 und 33 bare Strecke verschiebt.

leiten und begrenzen das Potential der Klemmen 35 F i g. 4 zeigt ein schematisches Schaltbild des

bzw. 36 derart, daß die Klemme 35 nicht positiver 55 Sperrschwingers 26 von F i g. 1 zusammen mit einer und die Klemme 36 nicht negativer als die Ausgangs- zugehörigen Schaltung. Die Anode der Eingangsspannung sin Φ des niederohmigen Kathodenver- röhre 48 liegt parallel zum Anodenkreis der Sperrstärkers 14 b werden kann. Der Widerstand der Span- schwingerröhre 59, so daß ein positiver Eingangsnungsteiler zwischen den Klemmen 35, 36 und den impuls vom Schalter 24 (F i g. 1), der der Eingangs-Vorspannungsquellen ist größer als der Widerstand 60 klemme 49 zugeführt wird, die richtige Polarität bezwischen den Klemmen 35,36 und dem jeweiligen sitzt, um einen positiven Ausgangsimpuls am oberen Tasteingang A oder B. Die Dioden 32 und 34 liefern Ende der Ausgangswicklung 50 auszulösen. Ein derin ähnlicher Weise Strom an die Ausgangsklemme 30 artiger Eingangsimpuls an der Klemme 49 erzeugt von jeder der Richtungen entgegengesetzter Polarität, eine Rückkopplungsschwingung über die Anodenweil die Diode 32 nicht zuläßt, daß die Klemme 30 65 wicklung 51 und die Gitterwicklung 52, die den negativer als die Spannung sin Φ wird, und die Diode Rückkopplungstransformator des Sperrschwingers nicht zuläßt, daß die Klemme 30 positiver als die umfaßt. Eine derartige Schwingung lädt sofort einen Spannung sin Φ wird. Deshalb wird während der der Kondensatoren 53 auf und schaltet den Sperr-

schwinger in üblicher Weise durch eine Vorspannung ab. Ein positiver Ausgangsimpuls geht durch die Diode 54 und steuert den Leistungsverstärker 28 durch, so daß dieser gleichzeitig einen positiven und einen negativen Tastimpuls A und B mit hoher Leistung an seinem Ausgang erzeugt, um die Abtaster und 19 durchzusteuern. Die Zeitkonstante des Gitterkondensators 53 im Sperrschwinger und der zugehörigen Widerstände 54, 55 und 56 des Gitterkreises kann so gewählt werden, daß der Sperrschwinger beispielsweise während mindestens 180° der Rotation des Strahls 2 auf dem Suchkreis und nicht auf Eingangsimpulse an der Klemme anspricht, um mehrdeutige Kreuzungen entlang einer Kurve, die schmaler als der Durchmesser des Suchkreises ist, unwirksam zu machen.

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Nachfahren eines Kurvenzuges mit Hilfe eines auf einem kleinen Suchkreis längs der Kurve geführten Strahls, bei dem die beim Überschreiten des Kurvenzuges durch den Strahl abgeleiteten Schnittpunktsimpulse mit dem im Zeitpunkt des Überschreitens gegebenen Augenblickswert der Ablenkspannungen des Suchkreisgenerators in Beziehung gesetzt werden und aus dieser Beziehung die den Verschiebungsweg des Suchkreismittelpunktes bestimmenden Werte ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schnittpunktsimpulse zum Abtasten desjenigen Augenblickswertes (sin Φ, cos Φ) der Spannung des Suchkreisgenerators benutzt werden, der den Verschiebungsweg (Δ y, Δ y) des Suchkreismittelpunktes festlegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Scnnittpunktsimpulse vor dem Abtasten unterdrückt werden, die nach Differenzierung ins Negative ansteigende Impulsflanken aufweisen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diejenigen Schnittpunktsimpulse unterdrückt werden, deren zeitlicher Abstand vom vorhergehenden Schnittpunktsimpuls geringer als die zum Durchlauf eines Winkelabstandes von 180° auf dem Suchkreis benötigte Zeit ist.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder zweite Schnittpunktsimpuls selbsttätig unterdrückt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder vierte Schnittpunktsimpuls selbsttätig unterdrückt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der abgetastete Augenblickswert der Spannung des Suchkreisgenerators so lange gespeichert wird, bis der nächste Schnittpunktsimpuls die Abtastung auslöst.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der abgetastete und gespeicherte Spannungswert des Suchkreisgenerators vor der Addition mit dem um eine Koordinate des Suchkreismittelpunktes wiedergebenden Spannungswert über die Zeit integriert wird.

8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer Kathodenstrahlröhre und zugehörigen Ablenkschaltungen zum Ablenken des der Kurve nachzuführenden Kathodenstrahls in eine x- und y-Richtung, einem Suchkreisgenerator zur Erzeugung von Sinus- und Kosinusspannungen, die zur Bildung eines Suchkreises den x- und y-Ablenkspannungen überlagert werden, einem lichtelektrischen Wandler, der bei einer Durchschneidung der nachzufahrenden Kurve durch den Suchkreis Schnittpunktsimpulse erzeugt, und einem Schaltkreis zur Zuführung von den Suchkreismittelpunkt entlang der nachzufahrenden Kurve bewegenden Korrekturgrößen an die Ablenkschaltungen der Kathodenstrahlröhre, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu einer Leitung, die vom Suchkreisgenerator (13) unmittelbar zu einer dem jeweiligen Strahlablenkverstärker (7, 8) vorgeschalteten Addierschaltung (9,11) läuft, ein als »Tor« ausgebildeter Abtaster (15,19) liegt, dessen Tasteingang (A, B) an der die Schnittpunktsimpulse liefernden Einrichtung (5, 22, 23, 26, 28) angeschlossen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Photovervielfacher (5) und dem Abtaster (15, 19) eine Triggerschaltung (23) angeschlossen ist, die eine differenzierende Eingangsschaltung enthält.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Triggerschaltung (23) und dem Abtaster (15, 19) ein Sperrschwinger (26) liegt, dessen Sperrdauer nach dem letzten Eingangsimpuls mindestens einem halben Umlauf des Strahls auf dem Suchkreis entspricht.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsimpulse des Sperrschwingers (26) Nadelimpulse sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Photovervielfacher (5) und dem Abtaster (15,19) ein oder mehrere Mehrfachuntersetzer (27, 25) liegen.

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar am Tasteingang des Abtasters (15, 19) eine Einrichtung (28) angeschlossen ist, die aus jedem Schnittpunktsimpuls zwei gleiche Tastimpulse, aber entgegengesetzter Polarität erzeugt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Abtasters (15, 19) und der Addierschaltung (9, 11) ein den abgetasteten Augenblickswert bis zur Abtastung des nächsten speicherndes Halteglied (16, 20) und gegebenenfalls ein Integrator (17, 21) in Reihe eingeschaltet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1185152.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 508/148 1.67

ι Bundesdruckerei Berlin